2024年4月24日,外国媒体曝光了美国Throwflame公司推出的喷火机器狗喷火视频,这是该公司推出首款配备火焰喷射器的机器狗,喷火范围为9米可持续45分钟,通过无线网络或蓝牙遥控。该公司于2023年5月,推出了可用于从农业到娱乐业等各领域的ARC火焰喷射器,同年以中国宇树科技公司(Unitree Robotics)研发的Go1型遥控机器狗为基础平台进行集成,后续基础平台升级为宇树科技公司的Go2型产品,通过不断地优化迭代系统功能和性能,于2024年2月12日正式发布产品Thermonator机器狗,一经推出引起了广泛的社会关注,除了在技术层面的突破和其可观的商业前景,更引人注意的是机器人在特种装备领域的创新应用。
一直以来,全球对于机器狗技术更迭在不断演进,追溯到20世纪末期第一代用于娱乐的机器狗“AIBO”,由日本爱普生公司开发,实现了简单的人机互动功能,通过编程控制“大脑”来“感知”周围环境,学习并回应。随着关键技术的突破和发展,包括传感器及传动系统的改进、举办国际化机器人竞赛平台等使其更加灵敏稳定。现如今机器狗落地应用范围逐渐扩大,从工业、农业、军事、救援到娱乐等领域。
一、机器狗的商业用途与发展
放眼全球,中美两国在商用机器狗研发的综合技术水平、功能多样性和应用领域的市场影响力等方面均处于领先地位。美国方面优势在于起步较早,有着多款用途不一的机器狗。中国方面后来居上,目前在技术和产品上相对更加前沿和成熟。
(一)典型商用机器狗介绍
1.作为机器狗领域的老牌企业,美国波士顿动力公司自2005年推出BigDog系列机器狗(主要为“大狗”和“阿尔法狗”)到近期的Spot Mini都让其名震一方。其中,2020年推出的Spot系列机器狗,采用全电动移动系统,体积小巧,重25kg,支持多领域应用。公共安全方面,可监视危险情况或远距离检查危险包裹等;可用于检查建造施工现场进度并创建数字孪生,自动将完工条件与带有建筑信息的模型进行比较;同时,适用于完成恶劣环境作业,例如隧道检查等。在工业领域方面,可用于故障检查、碳氢化合物泄漏检测,并收集数据自动生成报告。农业领域方面,主要用于完成农场巡逻,放牧等工作。目前该机器狗已在新加坡投入使用,主要应用于公园巡逻。
2.杭州宇树科技有限公司于2017年正式发布首个机器狗Laikago(莱卡狗),重22kg,由12个高性能电机提供动力,总瞬时最大功率18KW,功率质量密度0.8KW/kg,性能高出一般超跑近一倍,支持在草地、上下坡度20度左右的草坡以及松软小石块等多地形自适应行走兼具灵活性和稳定性。Laikago依靠着强大的运动能力和稳定性,可满足在多场景下完成各类任务。公共安全方面,可在各种复杂地形进行巡逻任务,并可用于危险环境检查,如化工厂、核电站等以减少人员进入危险区域的风险。搜索与救援方面,靠着快速移动能力和地形适应性Laikago可以进入人类难以到达的区域进行搜索,提高救援效率。物流运输方面,Laikago的负载能力约为5到12kg,适用于特定场景下的物流交付任务,应用在医疗领域可将医疗物资运送到偏远地区或紧急现场等。娱乐方面,Laikago超高的仿生设计和运动灵活特性可在主题公园、科技馆等场所进行表演互动体验。同时,在教育研究方面,它还可作为基础平台集成模块化应用,通过集成激光雷达、机械臂等实现更多功能,自动驾驶、智能识别等技术均可在此平台上开发应用,为相关领域的科研机构和大学提供机器人技术研究和教学的理想平台,助力提升发展运动控制算法、平衡算法等技术。
3.南京蔚蓝智能科技有限公司于2020年推出了外形酷似小狗的阿尔法机器狗(AlphaDog),是一款为家庭和企业设计的通用型个人机器狗。它是世界上第一台时速超过3米/秒的量产机器狗,拥有多种步态支持动态调节行走宽度和支撑面积。上市两年后该C系列的预定量已突破1.1万件,约占全球机器狗销量的70%。智慧家庭方面,通过集成AI技术控制智能家居设备完成日常任务,包括家务、收取快递等,还可用于家庭安防监控以及提供陪伴看护等功能。在工业与农业方面,适用于人员看护、治安巡逻、搬运重物、危险场景下的设备检查等。
4,TECNO Mobile公司在2024年世界移动通信大会(MWC)上正式发布其研发的TECNO Dynamic 1人工智能机器狗,集成了深度相机、光学传感器、红外传感器和一颗8核ARM处理器,支持通过APP、语音或遥控器操作控制。TECNO Dynamic 1拥有高达45N.m/kg的扭矩输出,可以模拟真实狗的行走、爬楼梯、鞠躬、握手等动作,常应用于娱乐和教育场景。同时,它也适用于需要模拟真实狗行为场景下的协助和培训任务。
(二)机器狗的创新与普及
作为首批研发最早一代机器狗的国家,美国目前面临着技术瓶颈和市场挑战。相比之下,中国则在机器狗的开发应用中呈现出了更加积极的态势并逐渐领先,主要表现为以下两方面。
一是技术进步与创新方面。中国研发机器狗的公司一直以来致力于技术创新和突破,并都取得了显著成果。以宇树科技公司为代表,所研发出来的产品兼具灵活性和稳定性,对于平衡技术的掌握和适应能力的提升超过了美国波士顿动力公司。相比美国,中国不仅在规模上占优势,技术层面也逐渐领先。
二是成本与普及方面。中国生产的机器狗在成本上具有明显优势。宇树科技的机械狗价格仅为波士顿动力公司的五十分之一甚至六十分之一,这有利于在更广泛的领域内普及和应用。未来,中国的机器狗研发公司准备面向普通市民推出平价版机器狗,进一步推广机器狗的应用和接受度。
二、机器狗在其他领域的发展
机器狗在商用领域的大放异彩,引得多个国家的各种组织纷纷开展机器狗武装化的研究。目前,在军事领域应用范围不断扩大,性能也在飞速提升,根据不同功能的机器狗进行定制化研发。它能够深入敌方阵地或危险区域进行侦察和监视,为指挥官提供重要的情报支持;也能穿越复杂地形,实时传输图像和数据,辅助军队更好地了解战场情况;能够进行物资运输,减轻士兵的负担并提高运输效率,为前线部队提供支持;部分机器狗搭载了武器系统,通过远程操控进行火力支援和掩护,如本文开篇提到的Thermonator搭载火焰喷射器,可增强军队的火力打击能力,提高作战效果。
(一)美国武装机器狗的情况
美国最早提出战斗机器狗的概念,并由美国军方参与出资研发了首批几款机器狗。当时美军方因初代开发的机器狗噪音过大和系统复杂等原因搁置了机器狗军用化,未军事领域广泛应用。但是从近两年的发展和报道来看,美军方仍在加速研发和优化。
波士顿动力公司2005年上市的BigDog机器狗在军事领域具有重要影响,支持在崎岖地形负重行走,有着惊人的负载能力和稳定性,能够以7千米/小时的速度行进,攀越35°的斜坡,载重超过150千克,曾被派往阿富汗山区,负责军队的物资运输。美国军方于2012年9月对外展示了同为波士顿公司研发的LS3(阿尔法狗),主要负责帮助陆战队员运载装备,高1.7米,可站立,支持在搭载约181公斤重物的情况下连续行走约32公里,最快移动速度45公里/小时,并可跟随士兵穿越复杂地形,同时达到非常友好的人机互动效果。阿尔法狗还具备伪装功能,与周围环境融为一体。波士顿动力公司的研发历程中,除了BigDog和LS3,还研发了多款其他型号的军用机器狗,包括Spot、WildCat等,这些机器狗都在不同程度上得到了美国军方的资助和支持。
另一家美国Ghost Robotics 幽灵机器人公司研发的幽灵V60机器狗也纳入军用范畴,在2020年美空军用于保卫军用机场的安全,后陆续用于包括边境巡逻和排雷行动等军事领域包括。V60便于在复杂地形执行侦察任务,通过多个摄像头进行实时感知,可在负40度到131度的极端条件下工作,具有短时间内完成组装及迅速更换配件等特点。如今 的V60可以做到水陆两栖,虽然速度受限,但这意味着它可涉及的范围更广,日常执行任务的能力也更大。在美国陆军协会(AUSA)2021 年会上,该公司展出了 V60 Q-UGV 型机器狗,装备了由特种步枪公司 SWORD International 制造的6.5 毫米 Creedmoor 弹药步枪,这种子弹专为远距离运动射击目标而设计,实现了专用狙击步枪和标准步兵步枪的远距离性能并提高准确性,Ghost Robotics 公司表示它能在超过 约1200米的距离内进行精确射击。
(二)中国武装机器狗的发展
中国研发的机器狗在军事领域也有着不俗的成绩,批量列装机器狗在实战演练中展示出强大的战斗力,并引得美国高度关注。
2022年10月,中国红隼防务公司展示的红翼前锋机器狗格外引人注目,它搭载了AI目标识别追踪系统,结合多种传感器和激光测距机,实现了对目标的昼夜识别和精确测距,提高了打击精度。该机器狗功能强大多样化,不仅具备自主行走、爬楼梯、穿缝隙等基础能力,还支持搭载多种探测设备、95式自动步枪、班用机枪、9联装榴弹发射器等执行侦察、火力打击等军事任务。还可与无人装备协同作战,提高整体作战效能。此外,红翼前锋扫雷机器狗集成了机械臂、探雷器以及高分辨率的热成像设备,成为排雷作业中佼佼者。现在,红翼前锋机器狗已经列装,体现出在实际作战中的潜力和价值。
同年,中国兵器装备集团58所在珠海航展展出配备有7.62毫米机枪的战斗机器狗。这款机器狗通过光学和雷达装置,执行精准的抵近侦察监视任务。可搭载7.62毫米机枪和雷达,根据任务需求进行火力支援和清剿。支持与士兵或其他无人装备协同作战,提升整体作战效能。可用于在危险环境下处理爆炸物等危险物品,在特定环境下执行物资运输任务,保障作战需求。
2024年6月24日,中柬“金龙-2024”联合军演现场,中方的两款战斗机器狗 ——“Go2”和“B1”,无疑是这场演习的最大亮点。这两款机器狗均为杭州宇树科技有限公司研发的产品,它们在城镇居民地模拟训练区域内的表现绝佳。Go2有着宇树科技机器狗系列的高机动性、环境适应能力和智能感知系统等特点。在此次联合军演中,Go2用于侦察与情报收集等任务,充分展示其小巧灵活、适应复杂环境的能力。B1是宇树科技在2021年9月推出的超高负载工业级机器狗,这款机器狗应用于安防巡检、物流运输、灾难救援等多个领域。B1机器狗重量约50公斤,载重能力可达80公斤,作为一款重型战斗机器狗,具备高负载能力和携带武器参与战斗的能力。在此次联合军演中,B1用于携带解放军制式武器进行战斗和火力支援等方面,不仅适用于军事领域的作战和火力支援任务,还可在安防巡检、灾难救援等多个领域发挥重要作用。
2024年6月30日,国内新闻媒体报道了一只名叫“凌风”的机器狗在北京某油库巡查。这款机器狗由中国联勤保障部队研发。凌风配备了智能监控、激光探头、感知系统等,能够实时感知周围环境,进行情况报告和风险排查。支持高精度人脸与人体识别,以及高效的车辆抓拍,有效提升了安全管理水平。支持在崎岖不平的山地、沙漠等多种复杂地形中稳定运行,可以越沟爬坡,展现出强大的机动性能。搭载的智能系统可以对采集的数据进行实时分析处理,准确识别设施状态及库存情况,并将数据远程传输回监控中心。同时,能够通过自我学习不断优化巡检路径和工作流程,提高工作效率。主要适用于油库安全管理、边境巡逻、城市反恐等。
三、机器狗的未来
机器狗在军事领域的发展,彰显了中国军事科技的实力和创新能力。然而对于任何一项新兴技术,总是伴随着质疑与争议,国家相当重视有关机器狗伦理和法律法规等方面的问题,避免机器狗的滥用或误用,减少造成不必要的伤害和损失。美国的某些“专家”认为使用战斗机器狗是不道德的,呼吁应该被禁止。这种观点显然忽视了军事技术进步的双刃剑属性,即在提高作战效率的同时,也能够减少战争中的人员伤亡,机器狗的智能化和自主性在执行高风险任务时,比士兵更能够避免直接伤害。
机器狗技术的发展和应用并不仅限于军事领域,中国正在研发新一代具备离线导航、人机交互等丰富功能的机器狗,预示着未来在社会服务、残障辅助等多个领域广泛应用的前景。这种跨领域的应用不仅体现了科技创新的普惠性,也彰显了中国将科技力量用于增进社会福祉、维护世界和平的积极态度。面对新技术带来的挑战和机遇,中国正以负责任的态度和前瞻性的视野,推动军事科技与非军事领域的共同进步与发展。
